(57)【要約】【課題】フレキシブル基板の製造工程下で受ける熱履歴においても、絶縁フィルムと銅層との密着強度の低下が少ない２層フレキシブル基板、特にファインパターン形成、ＣＯＦ実装に適した２層フレキシブル基板とその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに金属層を形成し、前記金属層の表面に銅層を有する２層フレキシブル基板において、前記金属層は、前記絶縁フィルムの表面に形成される第１の金属層と、前記第１の金属層の表面に形成される第２の金属層とからなり、前記第２の金属層が、Ｍｎの含有量が１〜１１重量％、残部ＣｕからなるＣｕ−Ｍｎ合金で、且つ層厚が８０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする２層フレキシブル基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに金属層を形成し、前記金属層の表面に銅層を有する２層フレキシブル基板において、
前記金属層は、前記絶縁フィルムの表面に形成される第１の金属層と、前記第１の金属層の表面に形成される第２の金属層とからなり、
前記第２の金属層が、Ｍｎの含有量が１〜１１重量％、残部ＣｕからなるＣｕ−Ｍｎ合金で、且つ層厚が８０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする２層フレキシブル基板。
【請求項２】
前記銅層が、前記第２の金属層の表面に形成される第３の金属層の銅薄膜層であることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル基板。
【請求項３】
前記銅層が、前記第２の金属層の表面に形成される第４の金属層である銅膜層であることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル基板。
【請求項４】
前記銅層が、前記第２の金属層の表面に形成される第３の金属層である銅薄膜層と、前記第３の金属層の表面に形成される前記第４の金属層である銅膜層であることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル基板。
【請求項５】
前記第１の金属層が、クロムを４〜２２重量％含み、残部ニッケルからなるニッケル−クロム合金層で、層厚が３〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の２層フレキシブル基板。
【請求項６】
前記第１の金属層が、クロムを４〜２２重量％、モリブデンを５〜４０重量％含み、残部ニッケルからなるニッケルークロムーモリブデン合金層で、層厚が３〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の２層フレキシブル基板。
【請求項７】
前記絶縁体フィルムが、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフィニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の２層フレキシブル基板。
【請求項８】
前記第１の金属層および前記第２の金属層が、乾式めっき法で成膜されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の２層フレキシブル基板。
【請求項９】
前記乾式めっき法が、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれかの方法であることを特徴とする請求項８記載の２層フレキシブル基板。
【請求項１０】
前記絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに金属配線が形成されたフレキシブル配線基板であって、
前記金属配線が、前記絶縁体フィルムの表面に接着剤を介さずに前記第１の金属層、前記第２の金属層、前記銅層の順に形成された２層フレキシブル基板からなり、
前記銅層が、銅薄膜層である前記第３の金属層の積層体、銅膜層である前記第３の金属層、および前記第３の金属層と前記第４の金属層の積層体のいずれかであるフレキシブル配線基板である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２層フレキシブル基板および２層フレキシブル基板の製造方法に関するもので、具体的には絶縁体フィルム面上に、乾式めっき法を用いて第１の金属層（以下、シード層と記す場合がある）を形成し、次いで、その第１の金属層上に導体層である銅層を形成する際に、密着性が高く、高い耐熱性を有する銅層を形成する２層フレキシブル基板、および２層フレキシブル基板を用いて作製されるフレキシブル配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと称す）、携帯電話、デジタルカメラ及び様々な電気機器は、薄型、小型、軽量化が求められており、それらに搭載される電子部品にも、当然のように小型化への流れが進んでいる。
また、電子回路を形成してこれらの電子部品を搭載する基板は、硬い板状の「リジットプリント配線板」と、フィルム状で柔軟性があり、自由に曲げることのできる「フレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣと称す場合がある）」があり、特に、ＦＰＣは、その柔軟性を生かし、ＬＣＤドライバー用配線版、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）モジュール、携帯電話のヒンジ部のような屈曲性が要求される箇所で使用されることから、その需要はますます増加してきている。
【０００３】
ところで、このＦＰＣの製造方法は、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法により銅張積層板（以下ＣＣＬと記す場合がある）を加工する製造方法が取られている。
銅張積層板（ＣＣＬ）は、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルムの表面に銅層を積層したフレキシブル基板である。
【０００４】
このＣＣＬは、大別すると２種類に分類される。一方は、特許文献１に開示される絶縁フィルムと銅箔（導体層）を接着剤で貼り付けたＣＣＬ（通常「３層ＣＣＬ」と呼ばれ、以下３層ＣＣＬと称す）で、もう一方は、接着剤を使用せずに絶縁フィルムと銅箔（導体層）を、キャスティング法、ラミネート法、メタライジング法などの方法により直接、積層させたＣＣＬ（通常「２層ＣＣＬ」と呼ばれ、以下２層ＣＣＬと称す）である。
【０００５】
この３層ＣＣＬと２層ＣＣＬを比較すると、製造コストは、３層ＣＣＬの方が絶縁フィルム、接着剤等の材料費・ハンドリング性など製造する上で容易なため価格的に安価である。一方、耐熱性、薄膜化、寸法安定性等の特性は、２層ＣＣＬの方が優れ、回路のファインパターン化、高密度実装化を受けて、高価ではあるが、薄型化が可能な２層ＣＣＬの需要が拡大してきている。
【０００６】
また、ＦＰＣにＩＣを実装する方法として、ＣＣＬに配線パターンを形成した後。絶縁体フィルムを透過する光によってＩＣの位置を検出するＣＯＦ実装が主流であり、素材自体の薄さ及び絶縁材料の透明性が要求される。この点からも２層ＣＣＬが有利である。
【０００７】
このように優れた特性を持つ２層ＣＣＬは、大きく分類して３種類の製造方法によって製造される。
第一に、特許文献２に開示される電解銅箔または圧延銅箔に、キャスティング法を用いて絶縁フィルムを貼り付ける方法、第二に特許文献３に開示される絶縁フィルムに、ラミネート法を用いて電解銅箔または圧延銅箔を貼り付ける方法、第三に特許文献４に開示される絶縁フィルム上に、ドライプロセス（ここでのドライプロセスとは、スパッタリング法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等を指す）により絶縁フィルム上に薄膜の下地金属層を設け、その上に電気銅めっきを行って銅層を形成する方法である。この第三の方法はメタライジング法と呼ばれている。
【０００８】
このメタライジング法においては、ドライプロセスおよび電気めっきにより金属層厚みを自由に制御可能なため、金属層の薄膜化がキャスティング法やラミネート法と比較して容易である。またポリイミドと金属層界面の平滑性が高いため、一般的にはファインパターンに適していると言われている。
【０００９】
しかし、メタライジング法により得られるＣＣＬは金属−絶縁フィルム界面が平滑であるため、金属と絶縁フィルム間の接着において一般的に利用されるアンカー効果が期待できず、界面の密着強度が十分発現しないといった問題を生じていた。
【００１０】
即ち、メタライジング法を用いて作製した２層ＣＣＬは、１８０℃程度の高温下に長時間放置する耐熱試験を行うと、初期密着強度と比較して、密着強度が大幅に減少する傾向がみられる。そのため、パターン形成工程における液体レジスト塗布後の乾燥時に１００〜１５０℃程度の熱が加えられ、かつ、形成されたパターンにＩＣ等を実装する際のボンディングや半田付けにおいても２５０℃程度の熱が加えられることを考慮すると、従来のメタライジング法で製造された２層ＣＣＬは高温でのファインパターン形成、ＣＯＦ実装に適さず、耐熱性の向上が必要不可欠な問題となってきている。
【００１１】
この問題の解決方法として、例えば、特許文献４にはプラスチックフィルムの片面上にチタン、コバルト、モリブデン、及びニッケルのうち少なくとも２種以上を含む合金層（シード層）を形成し、この合金層上に銅層を形成した金属ポリマーフィルムが提案されている。しかし、よりファインパターンを形成しようとすると耐熱密着強度が十分とはいえなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１９３５４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２７８３７１号公報
【特許文献３】特開２０００−３４３６１０号公報
【特許文献４】特開平８−３３２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような状況を鑑み、本発明はフレキシブル基板の製造工程下で受ける熱履歴においても、絶縁フィルムと銅層との密着強度（以下ピール強度と記す場合がある）の低下が少ない２層フレキシブル基板、特にファインパターン形成、ＣＯＦ実装に適した２層フレキシブル基板とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに金属層を形成し、この金属層の表面に銅層を有する２層フレキシブル基板において、この金属層が、第１の金属層と、その表面に形成される第２の金属層とからなり、この第２の金属層はＭｎの含有量が１〜１１重量％、残部ＣｕからなるＣｕ−Ｍｎ合金で、且つ層厚が８０ｎｍ〜３５０ｎｍであることを特徴とする２層フレキシブル基板である。
【００１５】
本発明の第２の発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに第１の金属層、第２の金属層の順に形成し、この第２の金属層の表面に銅層を有する２層フレキシブル基板で、その銅層が、第２の金属層の表面に形成される第３の金属層の銅薄膜層である２層フレキシブル基板である。
【００１６】
本発明の第３の発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに第１の金属層、第２の金属層の順に形成し、この第２の金属層の表面に銅層を有する２層フレキシブル基板で、その銅層が、第２の金属層の表面に形成される第４の金属層の銅膜層である２層フレキシブル基板である。
【００１７】
本発明の第４の発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに第１の金属層、第２の金属層の順に形成し、この第２の金属層の表面に銅層を有する２層フレキシブル基板で、その銅層が、第２の金属層の表面に形成される第３の金属層である銅薄膜層と、その第３の金属層の表面に形成される第４の金属層の銅膜層である２層フレキシブル基板である。
【００１８】
さらに、本発明の第１の発明から第４の発明における第１の金属層を構成する金属が、クロムを４〜２２重量％含み、残部ニッケルからなるニッケル−クロム合金層で、その層厚が３〜５０ｎｍであり、また、クロムを４〜２２重量％、モリブデンを５〜４０重量％含み、残部ニッケルからなるニッケルークロムーモリブデン合金層で、その層厚が３〜５０ｎｍであることを特徴とする。
【００１９】
また、絶縁体フィルムは、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフィニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムである。
【００２０】
第１の金属層および第２の金属層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれかの乾式めっき法で成膜されることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第５の発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに金属配線が形成されたフレキシブル配線基板であって、その金属配線が、絶縁体フィルムの表面に接着剤を介さずに第１の金属層、第２の金属層、銅層の順に形成された２層フレキシブル基板からなり、この銅層が、銅薄膜層である第３の金属層、銅膜層である第４の金属層、および第３の金属層と第４の金属層の積層体のいずれかであるフレキシブル配線基板である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに第１の金属層と、この第１の金属層の表面に、層厚が８０ｎｍ〜３５０ｎｍであるＣｕとＭｎの合金からなる第２の金属層を積層することで、密着性が高く、高い耐熱性を有する導体層を形成した２層フレキシブル基板を得ることができ、狭幅、狭ピッチの配線部を持ったフレキシブル配線基板にも適用できることから、工業的に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の２層フレキシブル基板の構造を示す模式断面図である。
【図２】従来の２層フレキシブル基板の構造を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の２層フレキシブル基板の構造を示す模式断面図で、図２は従来の２層フレキシブル基板の構造を示す模式断面図である。
図１、２において、１ａ〜１ｄは本発明に係る２層フレキシブル基板、２は絶縁体フィルム、３は絶縁フィルムの表面に形成される金属層、３ａは金属層３を構成する第１の金属層、３ｂは金属層３を構成する第２の金属層、４は銅層、４ａは第３の金属層、４ｂは第４の金属層、１１は従来の２層フレキシブル基板、１４ａは銅薄膜層、１４ｂは銅膜層である。
【００２５】
図１（ａ）に示す本発明の２層フレキシブル基板１ａは、絶縁体フィルム２の少なくとも片面に、接着剤を介さずにニッケル−クロム合金またはニッケル−クロム−モリブデン合金からなる第１の金属層３ａと、この第１の金属層３の表面に、第２の金属層３ｂを積層した金属層３を有する２層フレキシブル基板で、この第２の金属層３ｂは、Ｍｎを１〜１１重量％含み、残部ＣｕからなるＣｕ−Ｍｎ合金で、且つ層厚が８０ｎｍ〜３５０ｎｍである。
【００２６】
図１（ｂ）に示す本発明の２層フレキシブル基板１ｂは、第２の金属層３ｂの表面に形成する銅層４が、第２の金属層３ｂの表面に形成される銅箔膜層である第３の金属層４ａから構成されている２層フレキシブル基板で、また図１（ｃ）に示す２層フレキシブル基板１ｃは、第２の金属層３ｂの表面に形成する銅層４が、第２の金属層３ｂの表面に形成される銅膜層である第４の金属層４ｂから構成されているものである。
さらには、図１（ｄ）に示す２層フレキシブル基板１ｄでは、第２の金属層３ｂの表面に形成する銅層４が、第２の金属層３ｂの表面に形成される銅薄膜層である第３の金属層４ａと、その表面に形成される銅膜層である第４の金属層４ｂから構成されている。
【００２７】
即ち、本発明の２層フレキシブル基板１ａ〜１ｄは、絶縁体フィルム２の少なくとも片面に、接着剤を介さずに第１の金属層３ａと第２の金属層３ｂとからなる金属層３と、その表面に銅層４が積層された積層体であって、この銅層４は、その第２の金属層３ｂの表面に第４の金属層４ｂを積層しても良く、また第２の金属層３ｂの表面に第３の金属層４ａを積層しても良く、さらには第２の金属層３ｂの表面に第３の金属層４ａと第４の金属層４ｂを順次積層した構造を採っても良い。
このような構造により、密着性が高く、高い耐熱性を有する銅導体層を形成した２層フレキシブル基板を得ることができるものである。
【００２８】
そこで、第２の金属層３ｂを構成するＣu−Ｍｎ合金は、Ｍｎ含有量が１〜９重量％であることが、耐熱性や耐食性の観点からより望ましい。即ち、マンガンの含有量が１重量％未満では耐熱性の向上の効果が見られず、一方、マンガンの含有量が１１重量％を超えると電気抵抗が大きくなってしまい、第４の金属層の成膜を行う電気めっき工程を困難にするので好ましくない。
さらに、第２金属層には、このＣｕ−Ｍｎ合金以外に、ターゲット作製時に取り込まれるなどして含まれる１重量％以下の不可避不純物が存在していても良い。このため、後述する実施例の表１では、１重量％以下の不可避不純物を含めたＣｕ量として、Ｃｕの表記を残部としている。
【００２９】
また、第２の金属層３ｂの層厚は、３０ｎｍ未満であると、耐熱性向上の効果が得られない。一方、８０ｎｍを超えると、成膜コストが高価になり、更には、反りなどを生じて密着強度の低下を招く恐れがある。
【００３０】
この第２の金属層３ｂの表面には、第３の金属層４ａを積層しても良く、この第３の金属層４ａは銅薄膜層であり、第２の金属層３ｂよりも抵抗値が低く、第４の金属層４ｂを電気めっきする際の導電性を確保するものである。さらには、２層フレキシブル基板からフレキシブル配線基板をセミアディティブ法で製造する際の導電性も確保するものである。
【００３１】
次に、第１の金属層３ａについて詳細する。
第１の金属層３ａは、絶縁フィルムと銅層との密着性を強固にする役割を主に果たすもので、特にニッケル−クロム合金、或いはニッケル−クロム−モリブデン合金を用いる。
【００３２】
この第１の金属層３ａにニッケル−クロム合金を用いる場合、第１の金属層の層厚は３ｎｍ〜５０ｎｍが望ましい。３ｎｍ未満であると、その後の処理工程を経ても第１の金属層の長期的な密着性に問題が生じてしまい、一方、第１の金属層の層厚が、５０ｎｍを超えると、配線部の加工に際して第１の金属層の除去が困難となり、更には、ヘヤークラックや反りなどを生じて密着強度が低下する場合があり好ましくない。
【００３３】
また、第１の金属層３ａの組成は、金属相中のクロムの含有量が４〜２２重量％であることが、耐熱性や耐食性の観点から必要である。即ち、クロムの含有量が４重量％未満であると耐熱性が低下してしまい、一方、クロムの含有量が２２重量％を超えると配線部の加工に際して第１の金属層の除去が困難となるので好ましくない。さらにニッケル−クロム合金に耐熱性や耐食性を向上する目的で遷移金属元素を目的特性に合わせて適宜添加することができる。
【００３４】
さらに好ましい第１の金属層３ａは、その層厚が１５〜５０ｎｍである乾式めっき法により形成された、クロムの含有量が１２〜２２重量％のニッケル−クロム合金である。
【００３５】
一方、第１の金属層３ａにニッケル−クロム−モリブデン合金を用いる場合、第１の金属層３ａの層厚は、３〜５０ｎｍの範囲が好ましい。層厚が３ｎｍよりも薄いと、配線加工を行う時のエッチング液が染み込み配線部が浮いてしまう等により配線ピール強度が著しく低下するなどの問題が発生するため、好ましくない。また、層厚が５０ｎｍよりも厚くなると、エッチングを行うことが難しくなるため、好ましくない。
【００３６】
また、第１の金属層３ａの組成は、クロムの含有量が４〜２２重量％、モリブデンの含有量が５〜４０重量％で残部がニッケルであることが必要である。
先ず、クロムの含有量が４〜２２重量％であることは、熱劣化によって耐熱ピール強度が著しく低下することを防止するために必要である。クロムの含有量が４重量％よりも低下すると、耐熱ピール強度が熱劣化で著しく低下することを防止できなくなるため好ましくない。また、クロムの含有量が２２重量％よりも多くなると、エッチングが難しくなってくるので好ましくない。
このため、クロムの場合、より好ましいのは、４〜１５重量％であり、特に好ましいのは５〜１２重量％である。
【００３７】
次に、モリブデンの含有量は、５〜４０重量％であることが、耐食性、絶縁信頼性の向上のために必要である。モリブデンの含有量が５重量％よりも少ないと、添加効果が現れず、耐食性、絶縁信頼性の向上が見られないため好ましくない。また、モリブデンの含有量が４０重量％を超えると、耐熱ピール強度が極端に低下する傾向にあるため好ましくない。さらに、ニッケル−クロム−モリブデン合金に耐熱性や耐食性を向上する目的で遷移金属元素を目的特性に合わせて適宜添加することが可能である。
【００３８】
なお、この第１の金属層３ａには、ニッケル−クロム合金或いはニッケル−クロム−モリブデン合金以外に、ターゲット作製時に取り込まれるなどして含まれる１重量％以下の不可避不純物が存在していても良い。このため、後記表１では、１重量％以下の不可避不純物を含めたニッケル量として、残部と表記している。
【００３９】
更に、第１の金属層３ａがニッケル−クロム合金、或いはニッケル−クロム−モリブデン合金のどちらにおいても、通常ニッケルを多く含む合金ターゲットの場合、ニッケルの含有量が９３重量％より大きいと、ターゲット自体が強磁性体となってしまい、マグネトロンスパッタリングで成膜する場合には、成膜スピードが低下してしまうためマグネトロンスパッタリング法には不向きであるが、本発明で用いるターゲット組成では、そのニッケル量は９３重量％以下となるため、マグネトロンスパッタリング法を用いて成膜した場合でも良好な成膜レートを得ることができる。
【００４０】
次に、第１の金属層３ａの表面に設けられる銅層について説明する。
この銅層４は、第１の金属層３ａと第２の金属層３ｂからなる金属層３の表面に積層されて導電層を形成するもので、第１の金属層３ａの表面に積層される第２の金属層３ｂを必須とし、銅薄膜層である第３の金属層４ａ、及び銅膜層である第４の金属層４ｂが適宜設けられる。
【００４１】
銅層４の層厚は、８０ｎｍ〜３５μｍが望ましい。層厚が、８０ｎｍ未満であると、配線部の電気導電性に問題が発生し易くなったり、強度上の問題が現れたりする可能性がある。一方、層厚が３５μｍを超えて厚くなると、ヘヤー、クラックや反りなどを生じて密着強度が低下する場合があり好ましくない。
【００４２】
また、第４の金属層４ｂを積層しない場合の銅層４の層厚は、８０ｎｍ〜１μｍが望ましい。
【００４３】
一方、第４の金属層４ｂを積層する場合の銅層の層厚は、５μｍ〜３５μｍが望ましく、さらに望ましくは５μｍ〜１２μｍである。
【００４４】
さらに、本発明の２層フレキシブル基板に用いる絶縁体フィルムは、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフィニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムが好ましい。例えば、フィルムの暑さが２５〜７５μｍの上記絶縁体フィルムが好適に使用することができる。
なお、ガラス繊維等の無機質材料はレーザー加工やケミカルエッチングの障害となるので、無機質材料を含有する基板は使用しないことが望ましい。
【００４５】
次に、本発明の２層フレキシブル基板の製造方法について説明する。
第１の金属層３ａ、第２の金属層３ｂ及び第３の金属層４ａは、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれかの乾式めっき法で成膜することが望ましい。
即ち、絶縁体フィルムに長尺絶縁体フィルムを用い、乾式めっき装置にロール・ツー・ロール乾式めっき装置を用いると、第１の金属層、第２の金属層及び第３の金属層を連続的に成膜、積層することができる。
この乾式めっき法は、電気めっき法と比べると成膜速度が遅いこともあり、第４の金属層に比べて層厚が薄い第１の金属層、第２の金属層及び第３の金属層を成膜する場合に適している。
【００４６】
したがって、第２の金属層、或いは第２の金属層と第３の金属層を乾式めっき法で形成し、その成膜面に電気めっき法を用いて第４の金属層を積層形成する方法が、比較的厚い導体層である銅層を効率よく生産する点からも望ましい。
なお、第３の金属層を湿式の無電解めっき法で成膜しても良い。第３の金属層を無電解めっき法で成膜すると無電解めっき工程を追加する必要がある。
【００４７】
次に、本発明のフレキシブル配線基板について説明する。
フレキシブル配線基板は、セミアディティブ法、又はサブトラクティブ法により銅張積層板を配線加工して製造されるもので、本発明のフレキシブル配線基板は、本発明の２層フレキシブル基板を配線加工して製造するものである。
【００４８】
ここで、セミアディティブ法とは、銅張積層板の銅層表面の配線を形成したい箇所に銅を付着させて、銅配線としての膜厚を確保した後に、絶縁体フィルムの表面の不要となる第１の金属層や銅層などの金属膜を除去してフレキシブル配線基板を製造する方法である。即ち、銅張積層板の銅層表面で配線の形成を望まない箇所にはレジスト膜を形成し、露出した銅層に電気めっきなどで銅配線を形成した後に、レジストを除去して露出した不要となる金属膜を化学エッチング処理で除去して配線を形成し、フレキシブル配線基板を製造するものである。
【００４９】
ここで用いるレジストは、銅配線を形成する時のめっき液に耐えればよく、公知のレジストを用いることができる。又、不要な金属膜の除去は、表面が銅層であるので、銅に対応する化学エッチング液で除去している。
【００５０】
なお、セミアディティブ法で配線加工する場合、銅層は薄いほうが金属膜の除去の容易さから好ましく、本発明では図１（ｂ）に示すような２層フレキシブル基板の銅層が、第３の金属層４ａの銅薄膜層で構成されていることが望ましく、その層厚は８０ｎｍ〜１μｍが望ましい。
【００５１】
次に、サブトラクティブ法とは、銅張積層板の銅層の不要部分を化学エッチング処理することで除去してフレキシブル配線基板を製造する製造方法である。
フレキシブル配線基板は、樹脂フィルム金属膜積層基板の金属膜のうち導体配線として残したい箇所の表面にレジストを配する。即ち、レジストが配線パターンの形状となっている。その後、銅層に対応する化学エッチング液による化学エッチング処理、水洗を経て、銅層の不要部分を選択的に除去して導体配線を形成するものである。
【００５２】
なお、使用するレジストは公知のレジストを用いれば良く、化学エッチング液に対する耐性を備え、配線を形成した後、除去できれば良い。レジストは、銅層の表面にスクリーン印刷で形成したり、紫外線などの照射で硬化する感光性のレジストであれば所定形状に硬化するなどして配される。
【００５３】
また、サブトラクティブ法で配線加工する場合、銅層は導体配線として使用されることから導体配線としての厚みを有するものが好ましく、本発明では図１（ｃ）および（ｄ）に示すような２層フレキシブル基板の銅層に、第４の金属層である銅膜層を有する銅層が好ましく、その層厚は５μｍ〜３５μｍが望ましく、さらに望ましくは５μｍ〜１２μｍである。
（実施例）
【００５４】
以下に、実施例を用いて本発明を詳細する。
実施例における各特性の評価は、以下の手法を用いて行っている。
ピール強度の測定方法は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、ＮＵＭＢＥＲ２．４．９に準拠した方法で行った。ただし、リード幅は１ｍｍとし、ピールの角度は９０°とした。リードはサブトラクティブ法で形成した。
耐熱性は、その指標として、幅１ｍｍのリードを形成したフィルム基材を１８０℃のオーブンに２４０時間放置し、取り出した後室温になるまで放置した後の試料と、さらに過酷な条件での耐熱性の指標として２００℃のオーブンに１６８時間放置し、取り出し後室温になるまで放置した後の試料の９０°ピール強度を、密着強度として評価した。
【実施例１】
【００５５】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、登録商標「カプトン１５０ＥＮ」）の片面に、第１の金属層として２０重量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により成膜速度０．７ｎｍ／ｓｅｃで２０Ｃｒ−Ｎｉ合金からなる第１の金属層を成膜した。別途同条件で成膜した一部を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所株式会社製）を用いて層厚を測定したところ２５ｎｍであった。
【００５６】
このＮｉＣｒ膜上に、Ｃｕ-２重量％Ｍｎターゲット（豊島製作所株式会社製）を用いて、スパッタリング法により第２の金属層を１３５ｎｍの厚みに形成し、その上に銅の電気めっき法を用いて８．１μｍの厚みまで第４の金属層である銅膜層を成膜し、図１（ｃ）に示す構成の２層フレキシブル基板を作製した。
【００５７】
作製した２層フレキシブル基板の初期ピール強度は６２７Ｎ／ｍ、１８０℃耐熱ピール強度は３４９Ｎ／ｍ、２００℃耐熱ピール強度は３１０Ｎ／ｍであった。これらの値を表１、表２に纏めて記す。
【実施例２】
【００５８】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、登録商標「カプトン１５０ＥＮ」）の片面に、第１の金属層の第１層として２０重量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により成膜速度０．７ｎｍ／ｓｅｃで２０Ｃｒ−Ｎｉ合金第１の金属層を成膜した。別途同条件で成膜した一部を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所株式会社製）を用いて層厚を測定したところ２４ｎｍであった。
【００５９】
このＮｉＣｒ膜上に、Ｃｕ-７重量％Ｍｎターゲット（豊島製作所株式会社製）を用いて、スパッタリング法により第２の金属層を１５３ｎｍの厚みに形成し、さらにその表面に銅の電気めっき法を用いて８．２μｍの厚みまで第４の金属層を成膜し、実施例１と同様の図１（ｃ）に示す２層フレキシブル基板を作製した。
【００６０】
作製した２層フレキシブル基板の初期ピール強度は  ６３２Ｎ／ｍ、１８０℃耐熱ピール強度は  ３２６Ｎ／ｍ、２００℃耐熱ピール強度は  ３１３Ｎ／ｍであった。これらの値を表１、表２に纏めて記す。
【実施例３】
【００６１】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、登録商標「カプトン１５０ＥＮ」）の片面に、第１の金属層の第１層として２０重量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により成膜速度０．７ｎｍ／ｓｅｃで２０Ｃｒ−Ｎｉ合金からなる第１の金属層を成膜した。別途同条件で成膜した一部を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所株式会社製）を用いて層厚を測定したところ２４ｎｍであった。
【００６２】
このＮｉＣｒ膜上に、Ｃｕ-１１重量％Ｍｎターゲット（豊島製作所株式会社製）を用いて、スパッタリング法により第２の金属層を１２２ｎｍの厚みに形成し、さらにその表面に銅の電気めっき法を用いて７．８μｍの厚みまで第４の金属層を成膜し、実施例１と同様の図１（ｃ）に示す２層フレキシブル基板を作製した。
【００６３】
作製した２層フレキシブル基板の初期ピール強度は６１６Ｎ／ｍ、１８０℃耐熱ピール強度は３４８Ｎ／ｍ、２００℃耐熱ピール強度は３００Ｎ／ｍであった。これらの値を表１、表２に纏めて記す。
【実施例４】
【００６４】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、登録商標「カプトン１５０ＥＮ」）の片面に、第１の金属層として２０重量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により成膜速度０．７ｎｍ／ｓｅｃで２０Ｃｒ−Ｎｉ合金からなる第１の金属層を成膜した。別途同条件で成膜した一部を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所株式会社製）を用いて層厚を測定したところ２５ｎｍであった。
【００６５】
このＮｉＣｒ膜上に、Ｃｕ-２重量％Ｍｎターゲット（豊島製作所株式会社製）を用いて、スパッタリング法により第２の金属層を１２５ｎｍの厚みに形成し、その上にＣｕターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により銅薄膜層である第３の金属層を８．０μｍの厚みに成膜し、図１（ｂ）に示す構成の２層フレキシブル基板を作製した。
【００６６】
作製した２層フレキシブル基板の初期ピール強度は６２５Ｎ／ｍ、１８０℃耐熱ピール強度は３４５Ｎ／ｍ、２００℃耐熱ピール強度は３１４Ｎ／ｍであった。これらの値を表１、表２に纏めて記す。
【実施例５】
【００６７】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、登録商標「カプトン１５０ＥＮ」）の片面に、第１の金属層として２０重量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により成膜速度０．７ｎｍ／ｓｅｃで２０Ｃｒ−Ｎｉ合金からなる第１の金属層を成膜した。別途同条件で成膜した一部を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所株式会社製）を用いて層厚を測定したところ２５ｎｍであった。
【００６８】
このＮｉＣｒ膜上に、Ｃｕ-２重量％Ｍｎターゲット（豊島製作所株式会社製）を用いて、スパッタリング法により第２の金属層を１３０ｎｍの厚みに形成し、その上にＣｕターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により銅薄膜層である第３の金属層を１３０ｎｍの厚みに成膜し、さらにその表面に銅の電気めっき法を用いて８．１μｍの厚みまで銅膜層である第４の金属層を形成して、図１（ｄ）に示す構成の２層フレキシブル基板を作製した。
【００６９】
作製した２層フレキシブル基板の初期ピール強度は６１８Ｎ／ｍ、１８０℃耐熱ピール強度は３３９Ｎ／ｍ、２００℃耐熱ピール強度は３０８Ｎ／ｍであった。これらの値を表１、表２に纏めて記す。
（比較例１）
【００７０】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、登録商標「カプトン１５０ＥＮ」）の片面に、第１の金属層として２０重量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用い、直流スパッタリング法により成膜速度０．７ｎｍ／ｓｅｃで２０Ｃｒ−Ｎｉ合金第１の金属層を成膜した。別途同条件で成膜した一部を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所株式会社製）を用いて層厚を測定したところ２５ｎｍであった。
【００７１】
このＮｉＣｒ膜上に、Ｃｕ−Ｍｎ合金からなる第２の金属層を設けず、直接銅薄膜層を、Ｃｕターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を用いたスパッタリング法により１２１ｎｍの厚みに形成し、次いで、その表面に銅の電気めっき法を用いて８．０μｍの厚みまで銅膜層を成膜して、図２に示す構成の２層フレキシブル基板を作製した。
【００７２】
作製した２層フレキシブル基板の初期ピール強度は６０６Ｎ／ｍ、１８０℃耐熱ピール強度は３００Ｎ／ｍ、２００℃耐熱ピール強度は２４６Ｎ／ｍであった。これらの値を表１、表２に纏めて記す。
なお、表２中の１８０℃耐熱性および２００℃耐熱性は、各耐熱後強度を初期強度で除したものを百分率で示したものである。
【００７３】
【表１】
2010269509.tif 000003
【００７４】
【表２】
2010269509.tif 000004
【００７５】
表１、表２からも明らかなように、実施例１から実施例５では、密着強度（ピール強度）の耐熱性の低下は、１８０℃耐熱性では初期強度の５０％以上の強度を保ち、より厳しい２００℃耐熱性でもほぼ５０％の強度を有し、耐熱性の低下を抑制しているのがわかる。これに対して、第２の金属層であるＣｕ−Ｍｎ合金層を設けていない比較例１では、１８０℃耐熱性において劣り、特に２００℃耐熱性では、大きく劣化しているのがわかる。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    ２層フレキシブル基板
２    絶縁体フィルム
３    金属層
３ａ  第１の金属層
３ｂ  第２の金属層
４    銅層
４ａ  第３の金属層
４ｂ  第４の金属層
１１    ２層フレキシブル基板
１４ａ  銅薄膜層
１４ｂ  銅膜層
【図１】
2010269509.tif 000005
【図２】
2010269509.tif 000006